南秦岭丁（家山）—马（家沟）金汞锑矿带位于华北地台与扬子地台两大构造单元的过渡部位，镇安—板岩镇深大断裂南侧，该矿带金汞锑成矿条件有利，分布有龙山、丘岭、腰俭等大中型金矿床和西坡岭、丁家山、石家山等中小型汞锑矿点。丁—马金汞锑矿带金汞锑矿化是同一空间（构造地质背景）下物理化学条件变化的演化结果，显示出成矿继承性和阶段性的演化特点，是一个成矿组合演化系列，在时空分布上有明显规律性；背斜轴部及两翼受强烈的挤压作用发育密集裂隙、节理及近EW向挤压破碎带（剪切带），这些地段是成矿的有利部位，直接控制着区内内生金属矿产的空间分布，NE向断裂为本区主要控矿构造。根据已有资料和找矿实践，通过进一步探讨丁—马金汞锑矿带成矿规律，分析找矿前景，以期对该矿带内进一步勘查找矿提供有益参考。研究认为，该矿带成矿条件较好，在古楼山、郭家山和杨家岭等尚未开展系统勘查的地区，以及汞锑老矿区的纵深、侧翼和已知矿体深部，找矿潜力均较大。
招平断裂带中段为胶东地区重要的金成矿带，目前已查明的金矿床主要包括夏甸大型金矿床和大尹格庄特大型金矿床，姜家窑和曹家洼中型金矿床，以及焦格庄小型金矿床。研究人员对招平断裂带中段各类金矿床的构造控矿条件、分布规律和矿体赋存规律仍缺乏较系统的认识，亟待开展进一步研究。通过对金矿区地质特征、金矿床地质特征、构造控矿特征和金矿成矿规律进行分析和总结，得出大尹格庄特大型金矿主要受招平主干断裂控制；夏甸大型金矿床主要受控于主干控矿断裂下盘伴生、派生的低级和低序次断裂，夏甸北耩矿体主要受控于主断裂下盘岩体局部张性显微裂隙带；招平断裂带中段大尹格庄特大型金矿床、夏甸特大型金矿床和焦格庄中、小型金矿床大致呈等间距分布，近EW向断裂与招平断裂的交会部位是有利成矿部位；断裂的拐弯或交会部位为主要赋矿部位。
通过开展详细的室内外研究，对吉林蛟河爱林金矿床成矿地质特征及矿床成因进行了探讨。野外调查发现，矿体呈脉状产于范家屯组粉砂质板岩中的断裂蚀变带中，受NE向断裂控制。流体包裹体测试结果表明：爱林金矿床成矿期流体均一温度为240～400 ℃，成矿深度为0.64～1.60 km。氢氧同位素测试结果显示，成矿流体δ 18O变化范围为5.40‰～6.86‰，δD变化范围为-103.1‰～-100.0‰，表明成矿流体具有岩浆水与古大气降水混合的特征。综合区域地质特征、矿体产出状态和实验分析，认为该矿床属于受断裂控制的浅成中—高温热液型矿床，其形成与花岗岩的侵入密切相关，推测该矿床成矿时代为燕山早期，形成于古亚洲洋闭合碰撞向太平洋板块俯冲的构造转换期环境。
广西某金矿区内广泛分布炭质岩，使得矿区整体电阻率偏低，加大了异常体的分布范围，对区分矿致异常及进一步缩小找矿靶区产生了干扰。为了满足深部找矿的勘探要求，在该矿区开展了激电中梯扫面和激电测深等一系列双频激电工作。通过重点把握中、高极化的激电异常区，再结合低阻构造带进行找矿靶区的初步圈定，最后对主要异常区和构造带开展激电测深验证。根据视幅频率和视电阻率确定了4个激电异常区并划分了5条构造带，验证结果表明：1、2号异常区分别与1、2号构造带吻合较好，推测异常是由断裂带或破碎带周边的炭质地层和金属硫化物引起的；3号异常区位于3号构造带与5号构造带相交处，且有向北延伸的趋势，推测异常主要由炭质地层所引起；4号异常区内没有相应构造带的控制，难以对异常源进行合理推断。根据上述勘探结果，圈定了3个地球物理找矿靶区，通过与激电测深反演以及后期的钻探资料进行比较，验证了双频激电法对本金矿区找矿的指导意义，为进一步地质勘探工作提供了科学依据，也为今后开展相关的电法工作提供了思路。
预留光面爆破层全断面一次爆破技术和导爆索三角形搭接起爆周边孔技术是控制大断面隧道轮廓成形效果的有效手段。介绍并对比研究了这2种爆破模式，给出相应的工程应用条件；分析了预留光面爆破层全断面一次爆破技术优势，给出预留光爆层爆破参数计算公式；分析了导爆索三角形搭接传爆机制，对传爆时间进行理论计算，结果显示该搭接方式可以在5 ms内将起爆信号传至整个爆破网路、相邻炮孔最大起爆时差小于1 ms。以东天山隧道工程为背景，对2种爆破模式进行现场试验，结果表明2种模式均可有效控制开挖断面轮廓，提高炮孔痕迹率，降低超挖量。2种模式的适用条件分别为：Ⅳ级围岩较好情况下及Ⅲ级围岩以上可应用预留光面爆破层全断面一次爆破技术，Ⅳ级围岩较差情况下乃至Ⅴ级围岩可应用导爆索三角形搭接起爆周边孔技术。
针对矿房回采时连续装药爆破造成的大块率高、振动大的问题，建立了4种不同空气柱长度和不同装药量的空气间隔装药结构爆破数值模型。通过分析各装药结构爆破时炮孔内与崩矿自由面上的爆炸应力场，得到在一定工程范围内，装药量相同的情况下，有效应力随空气柱长度的增大而减小；当空气柱长度相同时，装药量越大，有效应力越大；应力峰值呈现出在装药段处最大、空气段处减小及空气段中部应力最小的规律，与理论分析基本吻合。运用Von Mises屈服准则判断是否发生破坏，并通过分析自由面上质点的振动速度来反映爆破效果，选出最佳装药结构方案。
为了研究采空区群系统的灾变失稳，将顶板简化为弹性薄板，矿柱简化为在长期荷载作用下会产生蠕变损伤的Poynting-Thomson体，考虑水平荷载和竖直荷载的共同作用，结合流变理论和燕尾突变建立采空区群顶板—矿柱系统灾变失稳模型。计算出模型突变时顶板中心的下沉量，矿柱有效支撑面积与顶板面积的比值，以及模型从开始到发生突变的时间，以广西盘龙铅锌矿为工程实例进行验证，得出盘龙矿采空区群系统的稳定时间与实际情况相符，验证了该模型的可靠性和实用性。同时，研究了各影响因素对采空区群系统稳定性的影响，为采空区群系统稳定性分析提供了新思路和新方法。
应用RYL-600岩石剪切流变仪对长沙市某边坡砂卵石土试样进行剪切流变试验，分析砂卵石土的剪切流变特性。试验表明正应力越高时，能够引起砂卵石土试件发生剪切流变破坏的剪切应力也随之增高。砂卵石土剪切流变在低于长期抗剪切强度的应力作用下，表现出黏弹特性；在高于长期强度的应力作用下，表现出黏弹塑性。应用五元黏弹性模型与VR黏塑性模型串联得到的黏弹塑性模型对砂卵石土全程流变曲线进行模拟，将拟合结果与试验数据进行分析比较，验证了新模型具有正确性和合理性，这对砂卵石土工程具有重要的指导意义和参考价值。
岩石与岩体内部结构、空间尺度及裂隙分布形式不同，在冻融循环作用下其损伤劣化机制存在显著差异，损伤评判标准亦有所不同，因此厘清岩石与岩体冻融损伤内涵区别并总结相关研究进展具有重要意义。在内涵方面，岩石损伤主要是内部微小缺陷作用，属于微观层面问题（毫米量级及以下尺度）；而岩体损伤则更加关注节理裂隙的影响，属于宏观层面问题（厘米量级及以上尺度）。目前冻融损伤相关研究主要集中在完整岩石块体，对于含有宏观裂隙的岩体研究较少；岩石冻胀是原位水冻胀与迁移水冻胀共同作用的结果，主要从冻胀力与疲劳损伤2个角度进行岩石冻融损伤本构模型的构建研究。未来岩体冻融损伤研究应重点关注裂隙所带来的影响，即从微观尺度入手，利用室内试验探究冻融循环过程孔隙和裂隙内部水分迁移冻胀机制与相互作用规律，结合现场试验与数值模拟研究构建大尺度下岩体冻融损伤本构模型，最终形成寒区岩石与岩体冻融损伤评价体系。
为研究含齿形裂隙岩石在单轴压缩下的破坏特征及强度特性，制作了含不同裂隙倾角和起伏角的齿形裂隙类岩石材料试件，并采用岩石力学伺服试验机进行单轴压缩试验。试验结果表明：（1）试件主要产生拉伸、剪切和拉剪复合裂纹，且根据裂纹的扩展路径可划分为A型（拉伸破坏）、B型（剪切破坏）、C型（复合破坏）3种破坏模式，裂隙倾角对试件最终破坏模式影响显著；（2）当裂隙倾角较小时，试件应力—应变曲线为多峰曲线，随着裂隙倾角的增大，曲线呈单峰形式，表现为延性减弱，脆性增强，而裂隙倾角相同但起伏角不同的试件应力—应变曲线大致相同；（3）当裂隙起伏角相同时，试件当量峰值强度随裂隙倾角的增大呈先减小后增大的规律，且裂隙起伏角对试件当量峰值强度的影响小于裂隙倾角。
通过水化学和同位素分析，并利用主成分分析法（PCA）确定了三山岛金矿西山矿区井下巷道的涌水来源为海水、375-20（Mg）、淡水和320-7（Ca），其中375-20和320-7均为基岩水，但其水化学特征明显不同，前者是富Mg型基岩水，而后者是富Ca型基岩水。据此建立了巷道涌水的混合模型，在此基础上结合极大似然法计算得到巷道涌水混合比，分析其演化规律。研究表明：该方法能够有效识别涌水来源，并计算水样混合比；海水在各端元中占比最大，是混合水的主要成分，各期水样海水比例在50%左右波动；海水比例较高的中段为-510 m中段，在此中段处于1660和2230勘探线之间的水点，各期海水比例大于50%，尤其是510-2水样点，海水比例最高达到77%；淡水主要影响范围是-465 m及以上中段；F3断裂带受采动影响较大，其周围的水样点海水比例波动大，需加强对该断裂带的监测。
微震监测系统的方案优选涉及多个指标，为简化方案优选流程，利用主成分分析法（PCA）构建了微震监测台网综合优化分析模型。首先，基于玲珑金矿大开头矿段微震监测系统构建和运行阶段矿山的实际情况，从经济和技术条件2个方面选取了8个指标构建了综合评价指标体系。在进行模型解算后，用2个新的综合指标（主成分）替代了原始的8个指标，这2个指标包含了原始数据91.9%的信息量。最后以信息贡献率作为新的综合指标的权重系数，计算各方案的综合评价值，优选出方案Ⅲ综合性能最好。
随着国内外矿山进入深部开采阶段，高应力特征显现，岩爆、冲击地压等地质灾害频发，增加了深部矿产资源开采的难度。卸压技术能够有效解决矿山深部局部高应力集中并防治矿山动力地质灾害，因而受到国内外学者的广泛关注。通过梳理国内外卸压技术研究现状，归纳总结了主要卸压技术（包括水力卸压、钻孔卸压、卸压槽/卸压巷道和爆破卸压等）及常用的研究手段（相似材料模拟和数值模拟），对比分析了各类卸压技术的优缺点。结合当前金属矿山深部开采的实际需求，提出未来卸压技术理论研究的若干重要方向：（1）深化理论研究，通过经验公式来确定合理的卸压参数，从而指导生产实践；（2）相比其他卸压技术，爆破卸压的应用前景广阔，同时多种卸压方法相结合是未来深部矿山开采的有效措施；（3）数值模拟在卸压技术及参数确定方面的优势显著，未来卸压技术研究应充分了解现场复杂地质条件，结合相似模拟、数值模拟与现场试验，提出一套适用于金属矿山深部开采实际的卸压技术方案。
为研究含膨润土全尾砂充填料浆的泌水特性与规律，以掺膨润土的良山铁矿全尾砂作为试验材料，进行以灰砂比、料浆浓度和膨润土掺量的三因素四水平正交试验，通过室内试验来观察料浆在不同膨润土掺量下的泌水现象，进而分析在全尾砂胶结充填中添加膨润土对料浆泌水性的影响。结果表明：在一定的变化范围内，总泌水率与各因素呈反比关系，其中料浆浓度对总泌水率的影响最大，其次是膨润土掺量，灰砂比最小；料浆的动态泌水过程大致划分为前期快速泌水和后期稳定泌水2个阶段，且每个阶段持续时间因不同配比条件的影响而不同；根据动态泌水过程，膨润土掺量对整个动态泌水率影响最明显，而料浆浓度和灰砂比的影响较小。
针对新疆某铜矿充填溢流跑浑现象严重、充填尾砂利用率低等问题，对影响尾砂沉降速度的主要因素进行了研究，包括尾砂粒级组成、表面形状和进砂浓度等。通过试验探究了进砂质量浓度分别为10%、15%和20%条件下尾砂沉降高度(H)与时间(T)之间的拟合关系式，其相关系数(R 2)均大于0.975，推导出最有利于该铜矿尾砂沉降的进砂浓度值为16%~17%。通过对比进砂浓度为16.5%条件下沉降试验实测值与预测值，证明该方法能够较好地预测尾砂的最佳沉降进砂浓度值。试验研究及分析为现场生产提供了实际指导，通过增加进砂浓度调节设施，并将各设施的相关参数在充填站控制系统中进行数据联锁，使进砂浓度始终保持在16%~17%之间，絮凝剂的添加量与进砂量匹配并维持在最佳添加量范围内，实现了砂仓顶溢流水澄清，提高了充填尾砂的利用率。
针对含金锑矿回收利用难，提出了一种还原固硫焙烧—选冶联合提取工艺，分别以ZnO和碳粉为固硫剂和还原剂进行硫化锑还原固硫焙烧，直接产出富集了金的金属锑，同时产出硫化锌，再选别分离得到粗锑粉和硫化锌精矿。主要研究了焙烧过程固硫机理，证明整个还原固硫焙烧分2步进行：在800 ℃之前，主要发生Sb2S3与ZnO的交互反应，生成Sb2O3；当温度高于800 ℃时，Sb2O3才会被大量还原成金属锑。固硫反应和还原反应均较为充分，在1 000 ℃条件下固硫率和金属锑生成率分别为98.96%和92.99%，且金属锑和硫化锌颗粒无包裹。金锑矿焙烧后通过重选—浮选获得了90.57%的锑直收率，其中锑品位为92.06%，金含量达134×10-6，金回收率为87.82%，同时硫化锌精矿品位和固硫率分别达79.10%和94.35%，验证了工艺的可行性，新工艺具有低温、低碳及清洁环保的优点。
为了解决露天矿配矿耗时长、成果精度低及与卡调系统不关联的问题，对露天矿配矿进行系统科学分析，提出了基于混合整数规划的露天矿自动化配矿系统，实现对露天矿品位的快速准确控制。以炮孔岩样化验结果和矿山块段模型数据为基础，运用泰森多边形方法对配矿单元进行估值划分，综合考虑矿量、品位、设备和空间位置等约束条件，建立了以出矿品位波动最小为目标函数的露天矿配矿混合整数规划模型。并在Visual Studio环境下用C++语言调用CPLEX求解器进行求解，进而得到用于卡调系统的露天矿配矿开采和派车优化方案。该方法应用于安徽某大型石灰岩露天矿，经实例验证，此方法可在1 s内输出配矿结果，同时配矿指标均在目标值上下1.5%范围内波动，对指导矿山的实际生产有重要意义。
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